DE10307201A1

DE10307201A1 - Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffsuspension für die Erzeugung füllstoffhaltiger Papiere

Info

Publication number: DE10307201A1
Application number: DE2003107201
Authority: DE
Inventors: Oliver Lüdtke; Harald Selder
Original assignee: Voith Paper Patent GmbH
Current assignee: Voith Patent GmbH
Priority date: 2003-02-20
Filing date: 2003-02-20
Publication date: 2004-05-19

Abstract

Das Verfahren dient zur Herstellung einer Faserstoffsuspension für die Erzeugung füllstoffhaltiger Papiere. Solche Papiere sind insbesondere grafische Papiere oder Feinpapiere. Dabei werden die zur Erreichung der gewünschten Qualität notwendigen Füllstoffe (F) vor der Fasermahlung (5) zugegeben, was den Vorteil einer besseren Retention der Füllstoffe auf der nachfolgenden Papiermaschine (6) hat.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffsuspension gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Verfahren dieser Art werden verwendet, um hochwertige Papiere, insbesondere grafische Papiere, zu erzeugen. Die dazu verwendete Faserstoffsuspension muss besonders hohen papiertechnologischen Anforderungen genügen. Das bedeutet nicht nur, dass sie weitestgehend frei sein muss von Störstoffen, sondern auch, dass die Feststoffe in der Suspension so beschaffen sein müssen, dass auf der Papiermaschine eine homogene glatte Bahn mit gutem Aussehen und guter Bedruckbarkeit erzeugt werden kann. Die Anforderungen an die Suspension werden noch höher, wenn ein relativ dünnes Papier, wie es z.B. zum Schreiben und Drucken verwendet wird, hergestellt werden soll. Bekanntlich werden durch die Zugabe von mineralischen Füllstoffen die Bedruckbarkeit und die optischen Eigenschaften (z.B. Weiße und Opazität) des später gebildeten Blattes wesentlich verbessert. Darüberhinaus werden die Papierfasern so gemahlen, dass ihr Größenspektrum anforderungsgemäß ist, was insbesondere heißt, dass keine oder höchstens ein geringer Anteil von Grobfasern vorhanden sein dürfen.

Erschwerend kommt hinzu, dass in zunehmendem Maße auch für solche hochwertigen Papiere Sekundärrohstoffe, also Altpapier und/oder Produktionsausschuss aus anderen Produktlinien verwendet werden. Ein besonders typisches Beispiel für den Altpapiereinsatz sind sogenannte DIP-Stoffe (Deinked Pulp). Auch wenn sie bereits Füllstoffe enthalten, ist deren Menge bei den hier betrachteten Verfahren nicht ausreichend. Daher müssen weitere Füllstoffe zugesetzt werden.

Wird eine füllstoffreiche Papierfasersuspension auf die Papiermaschine gefahren, ist es unvermeidlich, dass bei der Blattbildung ein Teil der Füllstoffe mit dem Siebwasser wieder ausgewaschen wird. Auch wenn man berücksichtigt, dass durch Rezirkulation des Siebwassers eine Rückführung der Füllstoffe erfolgen kann, ist das unerwünscht, da die Wasserkreisläufe dadurch stark belastet werden. Um die Retention zu verbessern, werden oft auch geeignete Chemikalien , sogenannte Retentionsmittel, zugsetzt. Diese erfüllen zwar ihren Zweck, kosten aber Geld und können zu Qualitätseinbußen des Blattes, insbesondere dessen Formation, führen. Retentionsmittel können außerdem die Wirksamkeit anderer z.B. zur Festigkeitserhöhung zugesetzter Chemikalien reduzieren.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zu Grunde, bestehende Verfahren zur Herstellung entsprechend geeigneter Faserstoffsuspensionen weiter zu verbessern. Dadurch sollen die Füllstoffe so im Faserverbund fixiert werden, dass bei der Entwässerung auf der Papiermaschine eine bessere Retention als bisher erreicht wird. Es soll auch die Möglichkeit geschaffen werden, Retentionsmittel einzusparen.

Diese Aufgabe wird durch die im Kennzeichen des Anspruchs 1 genannten Maßnahmen bereits gelöst.

Bei Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es möglich, die Füllstoffe auf mechanische Weise mit der Faser fester zu verbinden, so dass die Tendenz zum Füllstoffverlust bei der Blattbildung deutlich reduziert wird. Es hat sich gezeigt, dass dadurch sogar die mechanische Fixierung von Faserfeinstoff besser werden kann, was wegen der generellen Retentionsproblematik dieser Bestandteile zu begrüßen ist. Das Verfahren ist sehr leicht durchzuführen, da die in der Regel ohnehin erforderliche Nachmahlung des Faserstoffes genutzt werden kann. Eine solche Nachmahlung wird zumeist unmittelbar vor dem Konstanten Teil oder im Konstanten Teil vorgenommen. Im Gegensatz zu eher feststoffsteigernden Mahlverfahren, bei denen also die Bindungskraft der Fasern deutlich erhöht wird, dient die Nachmahlung lediglich dazu, eine gleichmäßige Faserstruktur zu schaffen, um dadurch eine gute Formation zu ermöglichen. Gelegentlich wird die Nachmahlung auch Egalisiermahlung genannt. Verglichen mit Mahlverfahren zur Festigkeitserhöhung wird die Nachmahlung oft mit geringerer Konsistenz durchgeführt. Auch die Garniturauswahl ist normalerweise auf Faserkürzung und nicht auf Fibrillierung optimiert.

Die Erfindung und ihre Vorteile werden erläutert an Hand einer Zeichnung, die ein Blockschema enthält, in dem exemplarisch eine Ausführungsform dargestellt ist. Zur Herstellung einer Suspension wird ein Stofflöser 1 verwendet, in den z.B. Altpapier M zusammen mit Wasser W eingetragen und miteinander vermischt wird. Um die Auflösung zu verbessern und nachfolgende Verfahrensschritte vorzubereiten, können in den Stofflöser 1 auch noch Chemikalien CH1 zugesetzt werden. In einer nachfolgenden Trennstufe 2 werden Störstoffe aus der so gebildeten Suspension S"" entfernt. Diese Trennstufe 2 kann z.B. Grobsortierer, Hydrozyklone und/oder Deinkingvorrichtungen enthalten. Es folgt eine Zerfaserungsstufe 3, in der der Auflösegrad der in der Suspension S' enthaltenen Faserstoffe weiter erhöht wird. Mögliche Apparaturen sind z.B. Entstipper und Disperger. Es kann eine Feintrennstufe 4 folgen, um die nun frei gesetzten Störstoffe abzuscheiden, wozu z.B. Feinsortierer, Cleaner und Flotationszellen besonders geeignet sind. Durch Zugabe weiterer Chemikalien CH2 kann diese Abscheidung noch verbessert werden. Der so weitgehend gereinigten Suspension S' werden die Füllstoffe F zugegeben, wonach die Fasermahlung 5 erfolgt. Wie schon gesagt, kann diese Mahlung eine reine Nachmahlung sein, insbesondere wenn Altpapier eingesetzt wird. In Anlagen, die mit Frischzellstoff betrieben werden, wird zumeist ein höherer Mahlaufwand erforderlich, eventuell in mehreren Stufen. Besonders günstig für das Ergebnis des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es, wenn die Füllstoffe F unmittelbar vor der letzten Mahlung vor der Papiermaschine 6 zugegeben werden. Die auf diese Weise erzeugte Faserstoffsuspension S ist optimal für die Feinpapiererzeugung geeignet.

Claims

Verfahren zur Herstellung einer Faserstoffsuspension (S) für die Erzeugung füllstoffhaltiger Papiere, wobei mindestens eine Fasermahlung durchgeführt wird und wobei der Faserstoffsuspension mineralische Füllstoffe (F) zugegeben werden, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe (F) vor einer Fasermahlung (5) zugegeben werden.
Verfahren Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension (S) überwiegend aus Altpapier hergestellt wird.
Verfahren Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass als Altpapier bedruckte Abfälle verwendet werden.
Verfahren Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Faserstoffsuspension deinkt wird.
Verfahren einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe (F) vor der letzten Fasermahlung (5) vor der Papiermaschine (6), zugegeben werden.
Verfahren Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die letzte Fasermahlung (5) eine Refinermahlung ist, die bei einer Konsistenz zwischen 3 % und 6 %, vorzugsweise 3 % bis 4 %, durchgeführt wird.
Verfahren einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass die Füllstoffe (F) überwiegend eine Mischung aus gemahlenem Kaolin und Kalziumkarbonat enthalten.
Verfahren einem der voranstehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass soviel Füllstoff (F) zugegeben wird, dass sich in der Faserstoffsuspension (S) ein Füllstoffgehalt zwischen 5 und 40 %, vorzugsweise 20 bis 40 %, einstellt.
Verfahren einem der voranstehenden Ansprüche,. dadurch gekennzeichnet, dass Faserzustand und Zusammensetzung der Faserstoffsuspension (S) den papiertechnologischen Anforderungen einer Feinpapiererzeugung auf einer Papiermaschine (6) genügen.
Verfahren einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass Faserzustand und Zusammensetzung der Faserstoffsuspension (S) den papiertechnologischen Anforderungen einer Schreib- oder Druckpapiererzeugung auf einer Papiermaschine (6) genügen.